(57)【要約】【課題】  高磁気特性用の酸素含有量の低い原料合金微粉を得るとともに、粉砕システム内に残存した原料合金微粉（残粉）の取扱いを容易なものとする。【解決手段】  粉砕システムの閉回路内において原料合金粗粉を気流粉砕し、原料合金微粉を作製する希土類磁石の製造方法であって、前記閉回路内の酸素濃度を０．２％未満に保持した状態で原料合金粗粉を気流粉砕し、原料合金微粉を回収した後、前記閉回路内の酸素濃度を０．８％〜２．０％に所定時間保持する。前記閉回路内の酸素濃度を０．８％〜２．０％に所定時間保持した後、前記閉回路を大気に開放する。又は、前記閉回路内の酸素濃度を０．８％〜２．０％に所定時間保持した後、前記閉回路を大気に開放することなく、前記閉回路内の酸素濃度を０．２％〜０．５％に保持した状態で次の原料合金粗粉の気流粉砕を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕システムの閉回路内において原料合金粗粉を気流粉砕し、原料合金微粉を作製する希土類磁石の製造方法であって、
前記閉回路内の酸素濃度を０．２％未満に保持した状態で原料合金粗粉を気流粉砕し、原料合金微粉を回収した後、前記閉回路内の酸素濃度を０．８％〜２．０％に所定時間保持することを特徴とする希土類磁石の製造方法。
【請求項２】
前記閉回路内の酸素濃度を０．８％〜２．０％に所定時間保持した後、前記閉回路を大気に開放することを特徴とする請求項１記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項３】
前記閉回路内の酸素濃度を０．８％〜２．０％に所定時間保持した後、前記閉回路を大気に開放することなく、前記閉回路内の酸素濃度を０．２％〜０．５％に保持した状態で次の原料合金粗粉の気流粉砕を行うことを特徴とする請求項１記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項４】
前記閉回路が当該閉回路内を循環するガスを圧縮貯蔵するタンクを備え、
前記閉回路内の酸素濃度を０．８％〜２．０％に所定時間保持した後であって、前記閉回路内の酸素濃度を０．２％〜０．５％に保持する前に、前記タンク内のガスを前記閉回路の外部へ廃棄することを特徴とする請求項３記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項５】
前記閉回路内の酸素濃度を０．８％〜２．０％に所定時間保持した後であって、前記閉回路内の酸素濃度を０．２％〜０．５％に保持する前に、前記閉回路内に酸素濃度０．００２％以下の不活性ガスを供給することを特徴とする請求項３又は４記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項６】
前記所定時間が２０分間〜１８０分間であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の希土類磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉砕システムの閉回路内において原料合金粗粉を気流粉砕し、原料合金微粉を作製する希土類磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石等のＲ−Ｔ−Ｂ系（Ｒは、Ｙ、希土類元素から選ばれる１種以上である。Ｔは、Ｆｅを必須とし、必要に応じてその他の遷移金属元素を含む。）焼結磁石は、磁気特性に優れていること、主成分であるＮｄが資源的に豊富で比較的安価であること等の利点を有することから、近年、その需要は益々拡大する傾向にある。このような状況から、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性を向上するための研究開発や、品質の高い希土類焼結磁石を製造するための製造方法の改良等が各方面において進められている。
【０００３】
希土類焼結磁石の製造方法としては、粉末冶金法が一般的であり、溶解→鋳造→合金塊粗粉砕→微粉砕→プレス成形→焼結の各工程からなるプロセスが広く適用されている。具体的には、原料合金を粗粉砕及び微粉砕した後、磁場中にて加圧成形し、焼結及び熱処理することにより磁石体を得ている。
【０００４】
このうち微粉砕処理においては、粉末の活性度を下げて扱いやすくするために、粉砕ガスとして、窒素等の不活性ガスに若干の酸素を導入する場合が多い。
【０００５】
系内に酸素ガスを導入する粉砕装置としては、例えば特許文献１において、閉回路内の酸素濃度を０．５〜２．０％とする閉回路粉砕装置等が提案されている。特許文献１の発明によれば、閉回路内部に酸素含有ガス等の成分調整ガスを混入させることで被処理物の表面のみに予め燃焼活性の低い層を形成しておき、当該被処理物を大気中に取り出した際の、被処理物の酸化あるいは燃焼を防止することができるとされる。
【特許文献１】特開平１１−１５６２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、磁気特性のより一層の高特性化が要求されており、これに対処するため、使用する合金粉末についてもより一層の低酸素化が必要になってきている。特許文献１に記載されるように酸素ガスを供給し、合金粉末を酸化させると磁気特性の低下を招くので、今後は、閉回路内に酸素ガスを供給せずに前記閉回路内の酸素濃度をほぼゼロ（例えば０．２％未満）とした雰囲気下で粉砕を行うことが望まれる。粉砕して得た粉体がほとんど酸化されないので、高磁気特性の原料合金微粉を得る点では好ましいものである。
【０００７】
しかしながら、酸素含有量の低い原料合金微粉は、その活性度の高さから、微粉同士又は閉回路内部の粉砕機、配管壁等へ非常に付着しやすい傾向にある。また、粉砕機、配管壁等に酸素含有量の低い原料合金微粉が付着すると、その後、配管壁等から脱落させることは非常に困難となる。さらに粉砕機、配管壁等の狭小部あるいは屈曲部のようなデッドスペースにも微粉が残存する。このため、粉砕及び回収後の閉回路に、若干量の原料合金微粉が残存してしまう。ホッパーや回収保管容器等に回収されることなくシステム内に残存した原料合金微粉（以下、残粉と称する。）は、酸素含有量が低く活性度が高いので、例えば閉回路各部の点検や部品交換、あるいは残粉の手作業による除去等を目的として、粉砕及び回収終了後に閉回路を直ちに大気に開放すると、大気中の酸素と反応し、酸化による発熱・発火を生じるおそれがある。
【０００８】
また、粉砕及び回収終了後、閉回路を直ちに大気に開放しない場合であっても、粉砕システム内に残存した原料合金微粉は以下のような不都合を引き起こす。具体的には、高磁気特性用材料の粉砕と、それよりも磁気特性の低い通常磁気特性用材料の粉砕とを順次行う場合が問題となる。この場合、中酸素濃度雰囲気（例えば０．２％〜０．５％）下での粉砕で得られた原料合金微粉に、低酸素濃度雰囲気（例えば０．２％未満）下で原料合金粗粉の粉砕時に残粉が混入する。前述の中酸素濃度雰囲気下で粉砕された合金粉末は、通常、大気中で安定であることから、成形工程等は大気中で行われる。そのため、この中に低酸素量の合金粉末（残粉）が混入していると、これが大気中の酸素と反応し、成形体もしくは原料合金微粉の酸化による発熱・発火につながる。発熱・発火後の原料合金微粉は、酸素含有量が著しく上昇しており、これを成形、焼結してなる希土類磁石の磁気特性に悪影響を及ぼす。
【０００９】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、高磁気特性用の酸素含有量の低い原料合金微粉を得るとともに、粉砕システム内に残存した原料合金微粉（残粉）の取扱いを容易なものとすることが可能な希土類磁石の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために、本発明に係る希土類磁石の製造方法は、粉砕システムの閉回路内において原料合金粗粉を気流粉砕し、原料合金微粉を作製する希土類磁石の製造方法であって、前記閉回路内の酸素濃度を０．２％未満に保持した状態で原料合金粗粉を気流粉砕し、回収した後、前記雰囲気中の酸素濃度を０．８％〜２．０％に所定時間保持することを特徴とする。
【００１１】
以上のような希土類磁石の製造方法では、０．２％未満の低酸素濃度雰囲気下で粉砕を行い、粉砕の結果得られる酸素含有量の低い原料合金微粉を回収した後、閉回路内の酸素濃度を０．８％〜２．０％の高酸素濃度雰囲気とすることによって、例えば配管壁や粉砕機等に付着して閉回路に残存した原料合金微粉（残粉）を徐酸化させ、安定化する。したがって、この後、残存した原料合金微粉（残粉）を大気中に取り出したとしても、当該原料合金微粉（残粉）は酸化による発熱・発火することなく、安定して存在する。
【００１２】
なお、前記特許文献１においては、成分調整ガス（酸素含有ガス）を閉回路内に導入するタイミングを全く考慮しておらず、被処理物である原料合金粉末の全量を徐酸化している。この場合、原料合金粉末に含まれる酸素量が増大し、結果として低い磁気特性の希土類磁石しか得られない。
【００１３】
これに対し本発明では、徐酸化の前に大部分の原料合金微粉を回収しておき、回収後の原料合金微粉は０．８％〜２．０％の高酸素濃度雰囲気に接触させない。すなわち、残粉のみ徐酸化させる。したがって、希土類磁石の原料となる大部分の原料合金微粉においては、低酸素量が維持され、磁石に用いられた場合に高磁気特性が実現される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る希土類磁石の製造方法によれば、酸素含有量の低い原料合金微粉を用いて高磁気特性の希土類磁石を製造可能とするとともに、粉砕システム内に残存した原料合金微粉（残粉）の取扱いを容易なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した希土類磁石の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
先ず、本発明の製造対象となる希土類磁石について、その概略を説明する。
希土類磁石、中でも希土類焼結磁石は、希土類元素、遷移金属元素を主成分とするものである。ここで、磁石組成（合金組成）は、目的に応じて任意に選択すればよい。例えば、Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒは希土類元素の１種又は２種以上、但し希土類元素はＹを含む概念である。ＴはＦｅまたはＦｅ及びＣｏを必須とする遷移金属元素の１種または２種以上であり、Ｂはホウ素である。）系希土類焼結磁石とする場合、磁気特性に優れた希土類焼結磁石を得るためには、焼結後の磁石組成において、希土類元素Ｒが２０〜４０質量％、ホウ素Ｂが０．５〜４．５質量％、残部が遷移金属元素Ｔとなるような配合組成とすることが好ましい。ここで、Ｒは、希土類元素、すなわちＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＬｕから選ばれる１種、または２種以上である。中でも、Ｎｄは、資源的に豊富で比較的安価であることから、主成分をＮｄとすることが好ましい。また、Ｄｙの含有は異方性磁界を増加させるため、保磁力Ｈｃｊを向上させる上で有効である。
【００１７】
あるいは、添加元素Ｍを加えて、Ｒ−Ｔ−Ｂ−Ｍ系希土類焼結磁石とすることも可能である。この場合、添加元素Ｍとしては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｃ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｗ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｂｉ、Ｇａ等を挙げることができ、これらの１種または２種以上を選択して添加することができる。これら添加元素Ｍの添加量は、残留磁束密度等の磁気特性を考慮して、３質量％以下とすることが好ましい。添加元素Ｍの添加量が多すぎると、磁気特性が劣化するおそれがある。
【００１８】
勿論、これら組成に限らず、希土類焼結磁石として従来公知の組成全般に適用可能であることは言うまでもない。
【００１９】
前述の希土類焼結磁石を製造するには、粉末冶金法が採用される。粉末冶金法による希土類焼結磁石の製造プロセスは、基本的には、合金化工程、粗粉砕工程、微粉砕工程、磁場中成形工程、焼結工程、時効工程、加工工程、及び表面処理工程とにより構成される。なお、酸化防止のために、時効後までの各工程は、ほとんどの工程を真空中、あるいは非酸化性ガス雰囲気中（窒素雰囲気中、Ａｒ雰囲気中等）で行う。
【００２０】
合金化工程では、原料となる金属、あるいは合金を磁石組成に応じて配合し、真空あるいは不活性ガス、例えばＡｒ雰囲気中で溶解し、鋳造することにより合金化する。鋳造法としては、溶融した高温の液体金属を回転ロール上に供給し、合金薄板を連続的に鋳造するストリップキャスト法（連続鋳造法）が生産性等の観点から好適であるが、それに限られるものではない。原料金属（合金）としては、純希土類元素、希土類合金、純鉄、フェロボロン、さらにはこれらの合金等を使用することができる。
【００２１】
合金は、ほぼ最終磁石組成である単一の合金を用いても良いし、最終磁石組成になるように、組成の異なる複数種類の合金を混合しても良い。混合は、合金・原料粗粉・原料微粉のどの工程でもよい。
【００２２】
粗粉砕工程では、先ず、鋳造した原料合金の薄板、あるいはインゴット等をある程度粉砕して、合金塊とし、水素吸蔵に供する。合金塊の寸法、形状に特に制限はないが、５〜５０ｍｍ角程度とすることが好ましい。この粉砕は、例えばジョークラッシャ等により行えばよい。
【００２３】
粗粉砕工程では、前記合金塊に対して水素吸蔵させ、粉砕を行う。原料合金塊に水素を吸蔵させると、相によって水素吸蔵量が異なり、これにより表面から自己崩壊的に粉砕が進行する。粗粉砕工程では、前記水素吸蔵処理の後、熱処理することが一般的である。更にディスクミル等の機械的粉砕を行うこともある。
【００２４】
前述の粗粉砕工程が終了した後、通常、粗粉砕した原料合金粗粉に粉砕助剤を添加する。粉砕助剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、オレイン酸アミドといった脂肪酸系化合物あるいは金属せっけん等の添加剤を使用することができるが、特に、脂肪酸アミドを粉砕助剤として用いることで、良好な磁気特性を有する希土類焼結磁石を得ることができる。粉砕助剤の添加量としては、０．０１〜０．３質量％程度とすることが好ましい。この範囲内で粉砕助剤を添加した場合、焼結後の残留炭素の量を抑制することができ、希土類焼結磁石の磁気特性を向上させる上で有効である。
【００２５】
粗粉砕工程の後、微粉砕工程を行う。微粉砕工程は、後述するような粉砕システムにおいて、例えばジェットミル等の気流式粉砕機を使用した気流粉砕により行われる。微粉砕の際の条件は、用いる気流式粉砕機等に応じて適宜設定すればよいが、本発明では、高磁気特性用の酸素含有量の低い原料合金微粉を得るために、微粉砕雰囲気中の酸素濃度を０．２％未満に制御する。原料合金粗粉は、平均粒径が１〜１０μｍ程度、例えば３〜６μｍとなるまで微粉砕する。ジェットミルは、高圧の不活性ガス（例えば窒素ガス）を狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、この高速の搬送ガス流により粉体の粒子を加速し、粉体の粒子同士の衝突や、衝突板あるいは容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法である。ジェットミルは、一般的に、流動層を利用するジェットミルや渦流を利用するジェットミル等気流生成手法により、或いは衝突板を用いるジェットミル等作用物もしくは機構により分類される。気流生成手法や作用物等の組合せ並びに条件により、粉砕粒径などを設定・制御する。
【００２６】
微粉砕工程の後、磁場中成形工程において、原料合金微粉を磁場中にて成形する。具体的には、微粉砕工程にて得られた原料合金微粉を電磁石を配置した金型内に充填し、磁場印加によって結晶軸を配向させた状態で磁場中成形する。磁場中成形は、プレス方向に平行磁界を印加する縦磁場成形、プレス方向に垂直磁界を印加する横磁場成形のいずれであってもよい。この磁場中成形は、例えば４００〜１６００ｋＡ／ｍの磁場中で、５０〜２６０ＭＰａ前後の圧力で行えばよい。磁場配向にはパルス磁界を用いても良く、また静磁界とパルス磁界の組み合わせでも良い。パルス磁界としては２４００ｋＡ／ｍ以上が望ましい。
【００２７】
雰囲気中の酸素濃度を０．２％未満に制御して微粉砕を行っているので、得られる原料合金微粉の酸素含有量は低く、活性度が高い。したがって、本発明では、磁場中成形工程を例えば０．２％未満の低酸素濃度雰囲気下で行うことが望ましい。
【００２８】
次に焼結工程・時効工程において、焼結及び時効処理を実施する。すなわち、焼結工程は原料合金微粉を磁場中成形後、成形体を真空または不活性ガス雰囲気中で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、例えば１０００〜１１５０℃で５時間程度焼結すればよい。焼結後、得られた焼結体に時効処理を施すことが好ましい。この時効工程は、得られる希土類焼結磁石の保磁力Ｈｃｊを制御する上で重要な工程であり、例えば不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で時効処理を施す。時効処理としては、２段時効処理が好ましく、１段目の時効処理工程では、８００℃前後の温度で１〜３時間保持する。次いで、室温〜２００℃の範囲内にまで冷却する第１冷却工程を設ける。２段目の時効処理工程では、５５０℃前後の温度で１〜３時間保持する。次いで、室温まで冷却する第２冷却工程を設ける。６００℃近傍の熱処理で保磁力Ｈｃｊが大きく増加するため、時効処理を一段で行う場合には、６００℃近傍の時効処理を施すとよい。
【００２９】
前記焼結工程・時効工程の後、加工工程及び表面処理工程を行う。加工工程は、得られた焼結体に切断加工、研削加工、研磨加工等を行い、所望の形状に機械的に加工する工程である。表面処理工程は、得られた希土類焼結磁石の酸化や割れ・クラックなどを抑えるため、あるいは接着性を改善させるためなどに行う工程であり、例えばメッキ被膜や樹脂被膜を希土類焼結磁石の表面に形成する。なお、前記焼結工程後、加工工程を行い、時効工程、表面処理工程を行ってもよい。
【００３０】
以下、前述の微粉砕工程で用いられる粉砕システムについて、図１を参照しながら説明する。
【００３１】
図１に示す粉砕システムは、原料合金粗粉を粉砕システムの系（閉回路）Ｌ内に供給するためのフィーダ（供給装置）１０、フィーダ１０から送り込まれた原料合金粗粉をキャリアガスで搬送し、粉砕する粉砕機（気流式粉砕機）２０、粉砕機２０で粉砕された原料合金微粉（粉砕物）のうち、所定の範囲の粒径のものを回収するサイクロン３０、サイクロン３０で回収された原料合金微粉を収容するホッパー４０、ホッパー４０で収容された後、初期の段階で粉砕された原料合金微粉と終了の段階で粉砕された原料合金微粉とを均一に撹拌・混合するためのミキサ５０、ミキサ５０で撹拌・混合された原料合金微粉末を系Ｌ外へ取り出すための回収保管容器５１、サイクロン３０で回収されなかった原料合金微粉を回収するバグフィルタ（捕集装置）６０及びアフターフィルタ６１、アフターフィルタ６１を通過したキャリアガスを再度粉砕機２０に循環させ、系Ｌを閉回路とするための低圧タンク６２、コンプレッサ６３及び高圧タンク６４を備えている。
【００３２】
また、粉砕システムは、系Ｌ内に窒素ガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置７１、系Ｌ内に酸素ガスを供給する酸素含有ガス供給装置７２、不活性ガスと酸素含有ガスとを混合するガス混合器７３を備えている。なお、ガス混合器７３を設けずに不活性ガス供給装置７１、酸素含有ガス供給装置７２によりそれぞれのガスを個別に系Ｌ内に供給するようにしてもよい。また、粉砕システムは、ガス混合器７３における酸素濃度を測定する酸素濃度計７４、系Ｌ内のガスを回収するガス回収タンク７５を備えている。さらに、粉砕システムは、サイクロン３０で回収した微粉の粒度分布を測定するためのオンラインの粒度分布測定装置８０を備えている。
【００３３】
図１に示す粉砕機２０は、ジェットミルである。この粉砕機２０は、いわゆる縦型の粉砕機であり、上下方向に軸線を有する外筒（容器）２１と、外筒２１の軸線方向に沿って設けられた内筒２２と、外筒２１の底部に設けられたエジェクタノズル（図示せず）と、内筒２２の内径側に取り付けられた内筒２２の衝突板２３とを備えるものである。外筒２１内において、内筒２２の上端部の上方には、粉砕された原料合金微粉を分級する分級ロータ２４が設けられる。分級ロータ２４は、略水平方向（粉砕装置内において原料合金微粉の流れに略直交する方向）に軸線を有した円筒状で、その外周面には、所定幅のスリットが複数形成されており、外筒２１の外部に設けられた図示しない駆動モータにより、その軸線周りに回転駆動されるようになっている。また、分級ロータ２４の側方には、分級ロータ２４の内部空間に連通し、分級された原料合金微粉をサイクロン３０に送り込む微粉搬送配管（排出部）２５が設けられている。
【００３４】
フィーダ１０から配管１１を介して送り込まれ、外筒２１内に投入された原料合金粗粉は、エジェクタノズルからキャリアガスとともに噴出され、衝突板２３に当たって粉砕される。粉砕の結果得られた原料合金微粉は、キャリアガスの流れに乗って上昇し、分級ロータ２４において分級される。分級ロータ２４のスリットを通過した所定寸法以下の原料合金微粉のみが微粉搬送配管２５を通ってサイクロン３０へ送り込まれる一方、残りの原料合金微粉は外筒２１と内筒２２との隙間を通って落下し、粉砕機２０内を再び循環する。
【００３５】
粉砕機２０で粉砕して得られた原料合金微粉は、サイクロン３０において、重量に基づき、さらに所定の粒径範囲のもののみが回収され、配管３１を介してホッパー４０に回収される。
【００３６】
サイクロン３０から原料合金微粉をホッパー４０に供給する配管３１には、開閉可能なダンパーが２段階に設けられたダブルダンパ４１が設けられる。このダブルダンパ４１を適宜作動させることで、系Ｌ内とホッパー４０とのガス圧を遮断可能としている。また、粉砕システムは、ホッパー４０の入り口側にバルブ４３を備え、このバルブ４３により系Ｌ内とホッパー４０とのガスの流通を遮断可能としている。ホッパー４０に回収された原料合金微粉は、配管４２を介してミキサ５０に送り込まれる。
【００３７】
ミキサ５０で撹拌・混合された原料合金微粉末は、回収保管容器５１へ送り込まれ、回収保管容器５１の弁を閉じることによって系Ｌ外へ取り出されて磁場中成形工程に供給される。回収保管容器５１に送り込まれた原料合金微粉を系Ｌ外に取り出す際、配管４２の弁を閉じることにより、系Ｌ内への大気の侵入を防ぎ、系Ｌの雰囲気を所定酸素濃度に維持することができる。なお、粉砕システムは、回収保管容器５１を複数個備えるとともに、回収保管容器５１を任意のタイミング（例えばロット毎）で交換可能な構成とされている。図１においては、回収保管容器５１を１つだけ図示する。
【００３８】
配管３１には、サイクロン３０で回収した原料合金微粉の粒度分布を測定するための粒度分布測定装置８０が設けられる。粒度分布測定装置８０は、配管３１の壁面に開口した開口部（図示無し）に接続されたサンプリング管（流路）８１と、このサンプリング管８１内にレーザ光等を照射し、その透過度合いに基づいて粒度分布を測定する測定装置本体（粒度分布測定計）８２と、測定装置本体８２を通過した原料合金微粉を回収するサイクロン８３とを備えている。なお、粒度分布測定装置８０としては、図１に示すような配管３１とサイクロン８３との間にサンプリング管８１を設ける形式に限定されるものではなく、原料合金微粉をサンプリング可能であればいかなる形式であってもよい。例えば、粒度分布測定装置８０は、微粉搬送配管２５から分岐してサイクロン３０に至る形式でも構わない。
【００３９】
低圧タンク６２とコンプレッサ６３とをつなぐ配管６５には、ガス混合器７３で混合された不活性ガスを供給するためのガス供給管７６が接続される。不活性ガス供給装置７１及び酸素含有ガス供給装置７２からそれぞれ供給されたガスは、ガス混合器７３で所望の酸素含有量等に調整された後、ガス供給管７６を通って配管６５（系Ｌ内）へ供給される。ガス混合器７３を備えずに不活性ガス供給装置７１及び酸素含有ガス供給装置７２を直接配管６５へ供給してもよい。酸素濃度計７４は、ガス混合器７３中の酸素濃度を測定する。なお、図１においては、ガス混合器７３に酸素濃度計７４を設けた例を図示したが、粉砕システムは酸素濃度計７４を系Ｌの各部に複数備える構成であってもよい。こうすることによって、所望の酸素含有量等に調整されていることが確認し易くなる。ガス混合器７３を備えずに不活性ガス供給装置７１及び酸素含有ガス供給装置７２を直接配管６５へ供給する場合であっても同様である。低圧タンク６２とガス回収タンク７５、及び高圧タンク６４とガス回収タンク７５との間の配管には、それぞれバルブ７７，７８が設けられている。
【００４０】
以上の構成を有する粉砕システムを用いて原料合金粗粉を微粉砕するには、先ず、不活性ガス供給装置７１、酸素含有ガス供給装置７２等から供給したガスをキャリアガスとして、フィーダ１０から供給された原料合金粗粉を粉砕機２０において気流粉砕する。その後、分級ロータ２４及びサイクロン３０を介して、粉砕物のうち所定の粒径の原料合金微粉を回収し、ホッパー４０又は回収保管容器５１内に収容する。この微粉砕工程の間、系Ｌ内の雰囲気の酸素濃度を０．２％未満に保持する。
【００４１】
ところで、フィーダ１０から系Ｌ内に投入した原料合金粗粉の全量を原料合金微粉として回収保管容器５１で回収することが望ましいが、実際には、回収作業後の粉砕システム内（例えば系Ｌを構成する配管壁、粉砕機２０の内部、サイクロン３０の内部等）に、若干量の原料合金微粉が残粉として残存してしまう。系Ｌ内の酸素濃度は０．２％未満とされているので、残粉の酸素含有量も非常に低いものであり、大気中に取り出すと大気中の酸素と激しく反応して酸化し、発熱・発火する。
【００４２】
そこで本発明では、系Ｌ内の残粉を取り出したときの発熱・発火を抑制する目的で、系Ｌ内の酸素濃度を０．８％〜２．０％に所定時間保持し、残粉を徐酸化させる。具体的には、系Ｌ内から原料合金微粉の大部分を回収保管容器５１に回収した後、配管４２あるいは回収保管容器５１の弁を閉じることで回収保管容器５１へのガスの流通を遮断した状態とする。また、ホッパー４０の入り口側のバルブ４３を閉じることで、ホッパー４０、ミキサ５０及び回収保管容器５１へのガスの流通を遮断した状態としてもよい。この状態で不活性ガス供給装置７１、酸素含有ガス供給装置７２、ガス混合器７３をそれぞれ作動させることにより、系Ｌ内の酸素濃度を０．８％〜２．０％に上昇させ所定時間保持する。この操作により、系Ｌ内の残粉が徐酸化されて安定化し、大気中での取扱いが容易なものとなる。
【００４３】
一方で、先に回収した大部分の原料合金微粉は、バルブ４３及び回収保管容器５１の弁を閉じることで系Ｌと遮断された空間（回収保管容器５１）に収容されているので、酸素濃度０．８％〜２．０％の雰囲気に接触しない。すなわち、大部分の原料合金微粉は、徐酸化されることなく、低い酸素含有量を維持する。したがって、回収保管容器５１に回収済みの原料合金微粉を、希土類磁石の原料粉末として利用することにより、高い磁気特性を示す希土類磁石を製造することができる。
【００４４】
系Ｌ内の残粉を徐酸化させるには、系Ｌ内の雰囲気中の酸素濃度を０．８％〜２．０％に上昇させることが必要である。前記範囲未満であると、残粉の徐酸化に長時間を要したり、残粉の徐酸化が不十分となり、大気中で酸化し、発熱・発火する等の問題がある。逆に前記範囲を上回る場合、系Ｌ内において残粉の酸化反応が急速に進行して発熱・発火するおそれがある。また、徐酸化の酸素濃度が前記範囲を上回る場合、次の粉砕を行う目的で系Ｌ内の酸素濃度を低下させる際、所望の酸素濃度まで低下させるのに長時間を要し、生産効率の低下を招くおそれがある。
【００４５】
系Ｌ内の雰囲気中の酸素濃度を０．８％〜２．０％に保持する時間は、大気中で残粉が発熱・発火しない程度に残粉が酸化される時間に設定すればよく、例えば２０分間〜１８０分間とすることができる。系Ｌの規模にもよるが、効率的な徐酸化条件に雰囲気を設定しておけば２０分間〜１５０分間程度でよい。
【００４６】
前述のように残粉を徐酸化した後、系Ｌを大気に開放してもよい。残粉の大気中での発熱・発火が抑制されているので、粉砕システムの各部の点検作業や部品交換作業、あるいは系Ｌ内の残粉の機械的な除去作業等の系Ｌを大気に開放する作業を、特別な安全設備等を要することなく簡単に実施することができる。
【００４７】
また、前述のように残粉を徐酸化した後、系Ｌを大気に開放することなく、粉砕システムを用いて次の原料合金粗粉の微粉砕を行ってもよい。次の微粉砕を行う前に残粉を徐酸化しておけば、１つの粉砕システムで高磁気特性用材料の粉砕（雰囲気中の酸素濃度０．２％未満）と、次の原料合金粗粉として通常磁気特性用材料の粉砕（雰囲気中の酸素濃度０．２％〜０．５％）とを連続して行う場合であっても、低酸素量残粉の混入に起因する原料合金微粉もしくは成形体の発熱・発火を抑制することができる。
【００４８】
なお、徐酸化された残粉の酸素含有量は３０００ｐｐｍ〜６０００ｐｐｍ程度であるので、徐酸化後の残粉が混入した中酸素濃度雰囲気（例えば０．２％〜０．５％）粉砕の原料合金微粉を用いて希土類磁石を製造した場合であっても、磁気特性の低下はほとんど問題とならない。
【００４９】
ところで、前述のように残粉を徐酸化した後の系Ｌ内には、徐酸化で用いた高酸素濃度（０．８％〜２．０％）のガスが充填されている。そのため、系Ｌを大気に開放することなく、次の原料合金粗粉の微粉砕を行う場合、先ず、系Ｌ内を所望の酸素濃度（０．２％〜０．５％）まで低下させる必要がある。しかし、単に前記範囲の酸素濃度の不活性ガスを系Ｌ内に供給するだけでは、コストの面では有利であるが、所望の酸素濃度まで低下させるのに長時間を要し、生産効率の悪化を招く。
【００５０】
そこで、系Ｌ内を短時間で所望の酸素濃度とする観点では、系Ｌ内に高純度の不活性ガスを短時間供給することが望ましい。ここで用いる高純度不活性ガスは、高純度であるほど好ましく、その酸素濃度は、例えば０．００２％以下であることが好ましい。工業的に用いられるいわゆる純窒素ガス（例えば純度９９．９９９％以上の純窒素ガス）の酸素濃度は０．５ｐｐｍ（０．００００５％）程度である。一方で、コスト面等を考慮すると、純度を下げていくことになるが、系Ｌ内の酸素濃度を迅速に低下させる観点から酸素濃度は上記０．００２％以下であることが好ましい。系Ｌの規模にもよるが、その供給時間は１分間〜１０分間、粉砕時とほぼ同等の圧力、流量に設定すればよい。不活性ガス供給の圧力を高くしたり流量を多くしたりすることで系Ｌ内の酸素濃度を早く下げることができる。
【００５１】
また、系Ｌ内を短時間で所望の酸素濃度まで低下させる手法として、高圧タンク６４及び／又は低圧タンク６２に設けられたバルブ７７及び／又は７８を開放して、高圧タンク６４及び／又は低圧タンク６２内の高酸素濃度ガスをガス回収タンク７５へ廃棄することも有効である。高純度不活性ガス供給及びタンク内の高酸素濃度ガスの廃棄は、両方を実施してもよいし、それぞれ独立に実施してもよい。例えば、系Ｌ内の酸素濃度を１．４％から０．４％に低下させようとする場合、従来の方法を行ったとき、すなわち高純度不活性ガス供給及びタンク内の高酸素濃度ガスの廃棄の両方を実施することなく、粉砕システムを空運転（系Ｌ内にキャリアガスを所定時間流す）したときには、おおよそ１２０分を要していた。これに対し、タンク内の高酸素濃度ガスを廃棄した後、空運転したときには、約２０分程度で達成することができる。また、系Ｌ内に前記高純度不活性ガスを供給したときには、約３分程度で達成することができる。
【００５２】
さらに、残粉を徐酸化した後、系Ｌを大気に開放することなく、ホッパー４０又は回収保管容器５１に残粉を回収してもよい。残粉は、徐酸化されることで表面の活性度が低下し、配管壁等から脱落し易い状態とされる。したがって、配管に衝撃を加えて残粉を脱落させた後、回収保管容器５１へ収容するといった簡単な操作で、残粉を系Ｌ外へ効率よく取り除くことができる。徐酸化した後の残粉を系Ｌ外へ取り除くことで、その後中酸素濃度雰囲気（例えば０．２％〜０．５％）で粉砕を行った場合、得られる原料合金微粉への残粉の混入を抑制できる。その結果、残粉の混入に起因する原料合金微粉の発熱・発火を抑制させることができる。また、ホッパー４０に回収された残粉の量が多い場合には、中酸素濃度雰囲気（例えば０．２％〜０．５％）粉砕の原料合金微粉に混入することで、原料合金微粉の組成変動、ひいてはこれを原料として製造される希土類焼結磁石の磁気特性、機械的特性、耐蝕性等の変動を引き起こす原因となりかねないが、残粉を系Ｌ外へ効率よく取り除くことができるので、こういった不具合も解消できる。
【００５３】
以上、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の製造を例にして、本発明の希土類磁石の製造方法の実施形態について説明したが、本発明がこの実施形態に限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、対象となる原料合金粉末としては、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金粉末に限らず、例えばＳｍＣｏ系合金粉末等にも適用可能である。ただし、その場合には、適用する合金粉末の種類に応じて、不活性ガス中の酸素濃度を適正な範囲に設定する必要がある。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明の具体的な実施例について、実験結果を基に説明する。
【００５５】
＜実施例１＞
質量百分率でＮｄ３０．３％、Ｄｙ１．０％、Ｂ１．０％、Ｚｒ０．１５％、Ｃｏ０．５％、Ａｌ０．２％、Ｃｕ０．０７％、残部Ｆｅなる組成を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系原料合金粗粉（目の開き２ｍｍの篩を通過）を用い、図１に示す粉砕システムを用いて微粉砕を行った。微粉砕は、酸素濃度０．５ｐｐｍの純窒素ガスをキャリアガスとして使用し、平均粒径が４．１μｍとなるまで気流粉砕を行った。その後、回収保管容器に、所定の粒径を有する原料合金微粉を回収した。原料合金粗粉の投入質量８００ｋｇに対し、回収保管容器に収容された原料合金微粉の質量は７８５ｋｇであった。バグフィルタ及びアフターフィルタにて捕集されたさらに微細な粉末の質量も差し引くと、粉砕システムの系内に残存した原料合金微粉（残粉）質量は、４．５ｋｇと推測される。粉砕中に系内の酸素が微粉に吸着されるため、回収後の粉砕システム系内の酸素濃度は実質的に０％であった。
【００５６】
次に、原料合金微粉収容後の回収保管容器と配管とを遮断し、その後、不活性ガス供給装置と酸素含有ガス供給装置からのガスを混合し供給することにより、系内の酸素濃度を上昇させた。具体的には、系内の酸素濃度を０％から１．３％まで約５０分間かけて上昇させた。その後、系内の酸素濃度１．３％の状態を６０分間保持した。系内の酸素濃度を０．８％以上に保持した時間は、合わせて８５分間であった。
【００５７】
その後、配管を振動させ、粉砕システムの別の回収保管容器に残粉を回収した。回収された残粉は３．７ｋｇであった。回収された残粉を大気中に取り出したところ、残粉の発熱・発火は起きなかった。また、回収された残粉の酸素含有量を測定した結果、５５００ｐｐｍであった。この酸素含有量は、希土類磁石の原料合金微粉として問題ない値であり、中酸素濃度雰囲気（例えば０．２％〜０．５％）粉砕の原料合金微粉に適宜量の混合をさせても十分使用可能な値であった。残粉の回収量にもよるが、残粉の混合比が極僅かであれば低酸素濃度雰囲気（０．２％未満）粉砕の原料合金微粉に混合させても使用可能な値であった。
【００５８】
以上の実験結果から、低酸素濃度で粉砕を行った後の粉砕システムの閉回路内に、適度な酸素濃度の不活性ガスを供給することで、大気に取り出したとき発熱・発火を起こさず、且つ徐酸化後の原料を希土類磁石の原料としたとき磁気特性に影響を及ぼさない程度に、システム内の残粉を酸化させられることが確認された。また、低酸素濃度での粉砕後、適度な酸素濃度の不活性ガスを供給することで、系Ｌを開放することなく、残粉４．５ｋｇのうち３．７ｋｇを回収することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施形態の希土類磁石の製造方法に用いられる粉砕システムを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  フィーダ、２０  粉砕機、３０  サイクロン、４０  ホッパー、５０  ミキサ、５１  回収保管容器、６０  バグフィルタ、７１  不活性ガス供給装置、７２  酸素含有ガス供給装置７３  ガス混合器、７４  酸素濃度計、７５  ガス回収タンク、７７，７８  バルブ、８０  粒度分布測定装置
【図１】
2006286859.tif 000003